家用电器电磁兼容性设计（二）

      

3．4滤波技术可以用来抑制家用电器中传导骚扰的传输，而使需要的频率分量顺利通过。所使用的滤波器的重要特性用频率特性，即插入损耗随频率的变化来表征。插入损耗定义为信号源不接滤波器、直接加在负载上的电压，与信号源通过滤波器后加在负载上的电压的比值。能无衰减地通过滤波器的频率范围称为通带，而受到很大衰减的频率范围称为阻带。抑制传导骚扰的滤波器有反射式滤波器和吸收式滤波器等。

    反射式滤波器是由电感、电容等元件组成的低通滤波器，在阻带内能提供高的串联阻抗和低的并联阻抗，并与骚扰源的阻抗严重不匹配，能将高频骚扰反射回骚扰源而被滤除，有用的低频分量则很小的衰减通过。常用于电源线滤波器和信号线滤波器。
    吸收式滤波器是由有耗器件构成的，在阻带内，有耗器件将传导骚扰的能量吸收后转化为热损耗，而起滤波作用。铁氧体材料就是一种广泛应用的有耗器件，可用来构成低通滤波器。当导线中的低频电流穿过铁氧体时几乎没有损耗，但高频电流却会受到很大损耗。
这因为铁氧体材料可以等效为电阻值和电感量都随频率变化电阻和电感的串联。在低频段，电感起主要作用，在高频段，电阻起主要作用，并随频率升高而增加，电感却随频率升高反而减小，因此对高频分量起到较大衰减作用，而对直流或低频分量几乎没有衰减。根据不同的使用场合，铁氧体可以做成多种形式，例如可以直接焊在印刷电路板上的电阻元件形式，可以串在低速信号线上的磁珠，可以套在元、器件引脚或导线上的磁环，可以套在电缆上的柱形磁环和矩形磁环等。
    3．5必须综合使用接地、屏蔽、滤波等防护措施。单独使用任何一种防护措施，都不会达到理想的抑制效果，需要掌握综合使用的技巧。
    前面提到，近场电场屏蔽的必要条件是采用高导电率金属屏蔽体并接地；接地良好的屏蔽体还可以实现远场电磁屏蔽。屏蔽电缆屏蔽层的屏蔽效能主要不是因反射和吸收而得到的，却是由屏蔽层接地后才得到的。这因为屏蔽层接地后，才能将外来骚扰短路至地，避免了因与芯线之间存在耦合，而将骚扰耦合至芯线；同理，芯线的骚扰耦合至屏蔽层后，也被短路至地，避免了芯线的骚扰通过屏蔽层向外辐射。可见屏蔽与接地是不可分的。
    电磁骚扰入侵屏蔽体的主要途径是输入输出接口和电源线输入口。因为屏蔽体内部的电磁骚扰可以耦合到进、出屏蔽体的导线和电缆上，传导到屏蔽体外，造成辐射骚扰。同样，外来的电磁骚扰也会通过电磁耦合，由这些导线和电缆传导进入屏蔽体。为了阻止骚扰电流的流进或流出，一种简单可行的办法，就是在输入输出接口和电源线输入口分别安装滤波器连接器和馈通滤波器。此外，前面提到的在开口处安装的截止波导管、截止波导通风板、导电玻璃视窗等，实质上都是高通滤波器。可见屏蔽与滤波也是不可分的。
    除了特别说明允许不接地的滤波器在使用时可以不接地以外，各类滤波器都必须接地。因为滤波器中的共模旁路电容只有在接地时才能起滤波作用。特别是型滤波器，接地不   良时，相当于电容和电感并联，完全失去了滤波的作用。此外，安装滤波器时，还应借助于屏蔽，把输入端和输出端隔离开来，以免发生耦合。所以滤波和接地、屏蔽都有密切关系。
    为了减小地环路骚扰，需要将信号地线与机壳地线先绝缘再集中，因此，信号地线穿过机壳时必须安装馈通滤波器。而高层建筑上的家用电器需要安装接至大地的地线时，为了避免因地线过长而耦合电磁骚扰，还必须在地线外加装屏蔽套筒，可见，接地和滤波、屏蔽也是不可分的，必须综合利用。
   


 4、家用电器电磁骚扰抑制举例


    针对前面提到的，安装了带有换向器的电动机的家用电器，可以采用图1所示的滤波器，图(a)中的三个电容器均采用陶瓷电容器，要求电容器的引脚短，并紧贴着电动机安装，C2、C3的公共端与电动机壳体可靠连接，接地阻抗要小；图(b)中C2、C3采用穿心电容；需要进一步滤波时，可以在电源线上加扼流圈，如图(c)所示。
    对于因频繁开关动作而产生骚扰的家用电器，可在开关或继电器触点上并联滤波器，如图2所示。
    对于采用了启动时可能引起冲击电流而断开时会产生浪涌电压和瞬变噪声的感性负载家用电器，则可以在家用电器电源线输入端并联放电通路，这样，在断开电源时，给感性负载上存储的能量提供一条释放的通路，例如并联压敏电阻通路或RC网络等。
这对启动时负载中的电流突变所引起的瞬变电压也能起到抑制作用。
    对于带有可控硅的家用电器，为了抑制高频谐波骚扰，可以在可控硅支路套上铁氧体磁珠，或在可控硅的两极间并联RC吸收支路，也可在可控硅与负载之间插入低通滤波器。如果将可控硅电路用屏蔽合屏蔽起来。也能得到较好的效果。
    对于各种气体放电灯或带有放电管的家用电器，为了避免放电时产生的骚扰进入电网，可在其电源线上安装滤波器，如图3所示。
    对于带有微处理器的家用电器，则应安装高质量电源线滤波器和输入输出端口滤波器，并良好接地。必要时还需进行屏蔽。
    对于可能发生电磁能量泄漏的家用电器，则主要应采用屏蔽措施，并对孔、缝、开口进行密封式屏蔽。
  


  5． 家用电器的电磁兼容性设计，表面上看好像很复杂，不知从何处下手。但如果能抓住以上几个问题，任何复杂的家用电器都是可以迎刃而解的。希望企业界重视电磁兼容性设计，要有超前意识，要合得投入。只要尽早进行电磁兼容性设计，成本不会增加太多。面对电磁环境日益恶化、电磁兼容设计与认证对国内、国际贸易的影响，我们应该有紧迫感和强烈的责任感。